पृष्ठभूमि और सामान्य स्थिति
दुर्लभ पृथ्वी तत्वआवर्त सारणी में IIIB स्कैंडियम, येट्रियम और लैंथेनम के फ़्लोरबोर्ड हैं।L7 तत्व हैं।दुर्लभ पृथ्वी में अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं और इसका उद्योग, कृषि और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों की शुद्धता सीधे सामग्रियों के विशेष गुणों को निर्धारित करती है।दुर्लभ पृथ्वी सामग्रियों की विभिन्न शुद्धता विभिन्न प्रदर्शन आवश्यकताओं के साथ सिरेमिक सामग्री, फ्लोरोसेंट सामग्री और इलेक्ट्रॉनिक सामग्री का उत्पादन कर सकती है।वर्तमान में, दुर्लभ पृथ्वी निष्कर्षण तकनीक के विकास के साथ, स्वच्छ दुर्लभ पृथ्वी यौगिक एक अच्छी बाजार संभावना पेश करते हैं, और उच्च प्रदर्शन वाली दुर्लभ पृथ्वी सामग्री की तैयारी स्वच्छ दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों के लिए उच्च आवश्यकताओं को सामने रखती है।सेरियम यौगिक के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है, और अधिकांश अनुप्रयोगों में इसका प्रभाव इसकी शुद्धता, भौतिक गुणों और अशुद्धता सामग्री से संबंधित है।दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के वितरण में, सेरियम प्रकाश दुर्लभ पृथ्वी संसाधनों का लगभग 50% हिस्सा है।उच्च शुद्धता वाले सेरियम के बढ़ते अनुप्रयोग के साथ, सेरियम यौगिकों के लिए गैर-दुर्लभ पृथ्वी सामग्री सूचकांक की आवश्यकता अधिक से अधिक होती जा रही है।सेरियम ऑक्साइडसेरिक ऑक्साइड है, CAS संख्या 1306-38-3 है, आणविक सूत्र CeO2 है, आणविक भार: 172.11;सेरियम ऑक्साइड दुर्लभ पृथ्वी तत्व सेरियम का सबसे स्थिर ऑक्साइड है।यह कमरे के तापमान पर हल्का पीला ठोस होता है और गर्म करने पर गहरा हो जाता है।सेरियम ऑक्साइड का उपयोग इसके उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण ल्यूमिनसेंट सामग्री, उत्प्रेरक, पॉलिशिंग पाउडर, यूवी परिरक्षण और अन्य पहलुओं में व्यापक रूप से किया जाता है।हाल के वर्षों में, इसने कई शोधकर्ताओं की रुचि जगाई है।सेरियम ऑक्साइड की तैयारी और प्रदर्शन हाल के वर्षों में एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है।
उत्पादन प्रक्रिया
विधि 1: कमरे के तापमान पर हिलाएं, 0.1mol/L के सेरियम सल्फेट घोल में 5.0mol/L का सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल मिलाएं, pH मान को 10 से अधिक समायोजित करें, और अवक्षेपण प्रतिक्रिया होती है।तलछट को पंप किया गया, विआयनीकृत पानी से कई बार धोया गया, और फिर 24 घंटों के लिए 90℃ ओवन में सुखाया गया।पीसने और छानने (0.1 मिमी से कम कण आकार) के बाद, सेरियम ऑक्साइड प्राप्त किया जाता है और सीलबंद भंडारण के लिए एक सूखी जगह में रखा जाता है।विधि 2: कच्चे माल के रूप में सेरियम क्लोराइड या सेरियम नाइट्रेट लेना, अमोनिया पानी के साथ पीएच मान को 2 पर समायोजित करना, सेरियम ऑक्सालेट को अवक्षेपित करने के लिए ऑक्सालेट जोड़ना, गर्म करने, ठीक करने, अलग करने और धोने के बाद, 110 ℃ पर सुखाना, फिर 900 पर सेरियम ऑक्साइड में जलाना ~1000℃.सेरियम ऑक्साइड और कार्बन पाउडर के मिश्रण को कार्बन मोनोऑक्साइड के वातावरण में 1250℃ पर गर्म करके सेरियम ऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है।
आवेदन
सेरियम ऑक्साइड का उपयोग ग्लास उद्योग, प्लेट ग्लास पीसने वाली सामग्री के एडिटिव्स के लिए किया जाता है, और इसे ग्लास पीसने वाले ग्लास, ऑप्टिकल लेंस, किनेस्कोप, ब्लीचिंग, स्पष्टीकरण, पराबैंगनी विकिरण के ग्लास और इलेक्ट्रॉनिक तार के अवशोषण आदि तक बढ़ाया गया है।इसका उपयोग चश्मे के लेंस के लिए एंटी-रिफ्लेक्टर के रूप में भी किया जाता है, और कांच को हल्का पीला बनाने के लिए सेरियम टाइटेनियम पीला बनाने के लिए सेरियम का उपयोग किया जाता है।दुर्लभ पृथ्वी ऑक्सीकरण मोर्चे का CaO-MgO-AI2O3-SiO2 प्रणाली में ग्लास सिरेमिक के क्रिस्टलीकरण और गुणों पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है।शोध के नतीजे बताते हैं कि उपयुक्त ऑक्सीकरण मोर्चे को जोड़ना ग्लास तरल के स्पष्टीकरण प्रभाव में सुधार करने, बुलबुले को खत्म करने, ग्लास संरचना को कॉम्पैक्ट बनाने और सामग्रियों के यांत्रिक गुणों और क्षार प्रतिरोध में सुधार करने के लिए फायदेमंद है।सेरियम ऑक्साइड की इष्टतम अतिरिक्त मात्रा 1.5 है, जब इसका उपयोग सिरेमिक ग्लेज़ और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पेनेट्रेंट के रूप में किया जाता है।इसका उपयोग उच्च गतिविधि उत्प्रेरक, गैस लैंप गरमागरम कवर, एक्स-रे फ्लोरोसेंट स्क्रीन (मुख्य रूप से लेंस पॉलिशिंग एजेंट में उपयोग किया जाता है) के निर्माण में भी किया जाता है।दुर्लभ पृथ्वी सेरियम पॉलिशिंग पाउडर का व्यापक रूप से कैमरे, कैमरा लेंस, टेलीविज़न पिक्चर ट्यूब, लेंस इत्यादि में उपयोग किया जाता है।इसका उपयोग कांच उद्योग में भी किया जा सकता है।कांच को पीला बनाने के लिए सेरियम ऑक्साइड और टाइटेनियम डाइऑक्साइड का एक साथ उपयोग किया जा सकता है।कांच को रंगहीन करने के लिए सेरियम ऑक्साइड में उच्च तापमान पर स्थिर प्रदर्शन, कम कीमत और दृश्य प्रकाश का कोई अवशोषण नहीं होने के फायदे हैं।इसके अलावा, पराबैंगनी प्रकाश के संचरण को कम करने के लिए इमारतों और कारों में उपयोग किए जाने वाले कांच में सेरियम ऑक्साइड मिलाया जाता है।दुर्लभ पृथ्वी ल्यूमिनसेंट सामग्रियों के उत्पादन के लिए, सेरियम ऑक्साइड को ऊर्जा बचत लैंप की ल्यूमिनसेंट सामग्रियों में उपयोग किए जाने वाले दुर्लभ पृथ्वी त्रि-रंग फॉस्फोर और संकेतक और विकिरण डिटेक्टरों में उपयोग किए जाने वाले फॉस्फोर में उत्प्रेरक के रूप में जोड़ा जाता है।सेरियम ऑक्साइड भी धातु सेरियम की तैयारी के लिए एक कच्चा माल है।इसके अलावा, सेमीकंडक्टर सामग्री, उच्च ग्रेड पिगमेंट और प्रकाश संवेदनशील ग्लास सेंसिटाइज़र में, ऑटोमोटिव निकास शोधक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।ऑटोमोबाइल निकास शुद्धिकरण के लिए उत्प्रेरक मुख्य रूप से हनीकॉम्ब सिरेमिक (या धातु) वाहक और सतह सक्रिय कोटिंग से बना है।सक्रिय कोटिंग में गामा-ट्राइऑक्साइड का एक बड़ा क्षेत्र, उचित मात्रा में ऑक्साइड होते हैं जो सतह क्षेत्र को स्थिर करते हैं, और कोटिंग के भीतर बिखरी हुई उत्प्रेरक गतिविधि वाली एक धातु होती है।महंगी पीटी, आरएच खुराक को कम करने के लिए, पीडी की खुराक को बढ़ाना अपेक्षाकृत सस्ता है, विभिन्न प्रदर्शनों के आधार पर ऑटोमोबाइल निकास शुद्धि उत्प्रेरक को कम किए बिना उत्प्रेरक की लागत को कम करें, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले पीटी।पी.डी.आरएच टर्नरी उत्प्रेरक कोटिंग का सक्रियण, आमतौर पर सेरियम ऑक्साइड और लैंथेनम ऑक्साइड की एक निश्चित मात्रा को जोड़ने के लिए एक कुल विसर्जन विधि, एक दुर्लभ पृथ्वी उत्प्रेरक प्रभाव का गठन उत्कृष्ट है।कीमती धातु टर्नरी उत्प्रेरक।ए-एल्यूमिना समर्थित उत्कृष्ट धातु उत्प्रेरक के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए लैंथेनम ऑक्साइड और सेरियम ऑक्साइड का उपयोग सहायक के रूप में किया गया था।शोध के अनुसार, सेरियम ऑक्साइड और लैंथेनम ऑक्साइड का उत्प्रेरक तंत्र मुख्य रूप से सक्रिय कोटिंग की उत्प्रेरक गतिविधि में सुधार करना, वायु-ईंधन अनुपात और उत्प्रेरक को स्वचालित रूप से समायोजित करना और वाहक की थर्मल स्थिरता और यांत्रिक शक्ति में सुधार करना है।